EFFECT OF PBL INTEGRATED WITH STEM ON STUDENTS' SYSTEMS THINKING IN ALTERNATIVE ENERGY

Yuli Yani Permata Sakti; Anggreini Anggreini; I Wayan Distrik; Viyanti Viyanti

doi:10.59052/hhpqxx14

Penulis

Yuli Yani Permata Sakti Universitas Lampung
Anggreini Anggreini Universitas Lampung
I Wayan Distrik Universitas Lampung
Viyanti Viyanti Universitas Lampung

DOI:

https://doi.org/10.59052/hhpqxx14

Kata Kunci:

Problem Based Learning, STEM, Systems Thinking

Abstrak

Salah satu kemampuan yang relevan dengan tantangan global abad ke-21 adalah kemampuan berpikir sistem, yaitu kemampuan memahami keterkaitan antar komponen dan dinamika dalam suatu sistem secara menyeluruh. Hasil studi pendahuluan menunjukkan bahwa kemampuan berpikir sistem peserta didik belum pernah diukur dalam pembelajaran fisika, khususnya pada topik energi alternatif. Penerapan model PBL dengan pendekatan STEM diharapkan dapat melatihkan kemampuan berpikir sistem peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model PBL dengan pendekatan STEM terhadap kemampuan berpikir sistem peserta didik pada topik energi alternatif. Metode yang digunakan quasi-eksperimen dengan desain non-equivalent control group pretest posttest. Sampel penelitian diambil menggunakan teknik purposive sampling dengan kelas X1 sebagai kelas eksperimen dan X3 sebagai kelas kontrol di SMAN 1 OKU. Teknik pengumpulan data berupa lembar tes soal pretest dan posttest yang berjumlah 12 butir soal two-tier multiple choice. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan kemampuan berpikir sistem kelas eksperimen dengan rata-rata n-gain sebesar 0,42 (kategori sedang) lebih tinggi dari kelas kontrol sebesar 0,29 (kategori rendah). Hasil independent sample t-test sebesar 0,004 < 0,05 dengan nilai effect size sebesar 0,337 pada kategori besar, yang berarti penerapan model PBL dengan pendekatan STEM berpengaruh signifikan terhadap kemampuan berpikir sistem peserta didik pada topik energi alternatif.

Kata kunci: PBL, Pendekatan STEM, Kemampuan Berpikir Sistem, Energi Altenatif

Referensi

Aprina, E. A., Fatmawati, E., & Suhardi, A. (2024). Penerapan model problem based learning untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis pada muatan IPA sekolah dasar. Didaktika: Jurnal Kependidikan, 13(1), 981–990. https://doi.org/10.31004/irje.v4i3.832

Ayu, H. D., Chusniyah, D. A., Kurniawati, M. P., & Purwanti, P. F. (2024). Problem-based learning (PBL) as an effective solution to enhance understanding of physics concepts: A systematic literature review. Journal of Environment and Sustainability Education, 2(2), 86–105. https://doi.org/10.62672/joease.v2i2.29

Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. Scientific American, 312(4). https://doi.org/10.1038/scientificamerican0415-12

Cole, L. B., Justice, J., O’Brien, D., Aman, J., Kim, J. B., Akturk, A., & Zangori, L. (2025). Can green building science support systems thinking for energy education? Sustainability, 17(15), 1–37. https://doi.org/10.3390/su17157008

Crocker, L., & Algina, J. (2006). Introduction to classical and modern test theory. Wadsworth Publishing.

English, L. D. (2023). Ways of thinking in STEM-based problem solving. ZDM – Mathematics Education, 55(7), 1219–1230. https://doi.org/10.1007/s11858-023-01474-7

Field, A. (2009). Discovering statistics using SPSS. SAGE Publications.

Fitria, A., Anggreini, Rosidin, U., Viyanti, & Suana, W. (2025). Effectiveness of problem-based learning on students’ critical thinking skills to support ESD. EduFisika: Jurnal Pendidikan Fisika, 10(2), 249–258. https://doi.org/10.59052/edufisika.v10i2.44181

Habibah, H., Lidya, N., & Suryadi, A. (2024). The effect of PJBL STEM learning on students’ systems thinking skills on alternative energy materials. Berkala Ilmiah Pendidikan Fisika, 12(3), 371–382. https://doi.org/10.20527/bipf.v12i3.18968

International Energy Agency. (2022). World energy outlook 2022. International Energy Agency.

International Renewable Energy Agency. (2023). World energy transitions outlook 2023: 1.5°C pathway.

Kartini, D., Nurohmah, A. N., Wulandari, D., & Prihantini, P. (2022). Relevansi strategi pembelajaran problem based learning (PBL) dengan keterampilan abad 21. Jurnal Pendidikan Tambusai, 6(2), 9092–9099.

Kementerian Pendidikan Dasar dan Menengah. (2025). Capaian pembelajaran pada pendidikan anak usia dini, jenjang pendidikan dasar, dan jenjang pendidikan menengah (Issue 046). Kemendikdasmen.

Kurniawan, T., Abdurrahman, & Rosidin, U. (2024). Implementasi pembelajaran STEM berbasis education for sustainable development pada topik energi terbarukan untuk meningkatkan kemampuan berpikir sistem. JoTaLP, 9(1), 12–22. https://doi.org/10.15575/jotalp.v9i1.28763

Lengkong, M., Istiyono, E., Rampean, B. A. O., Rejeki, A. M., & Nirmala, M. F. T. (2021). Development of two-tier test instruments to detect student’s physics misconception. Proceedings of the 7th International Conference on Research, Implementation, and Education of Mathematics and Sciences (ICRIEMS 2020), 528, 561–566.

Matitaputty, J. K., Ufie, A., Ima, W., & Pattipeilohy, P. (2022). Implementasi education for sustainable development (ESD) melalui ekopedagogi dalam pembelajaran di SMP Negeri 8 Ambon. Budimas: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 4(1), 1–8. https://doi.org/10.29040/budimas.v4i1.3532

Nur, M. D. M., & Adawiyah, S. R. (2026). Development of solar-wind-hydro-based renewable energy teaching kit (RETRI) as an innovative learning media for renewable energy in science laboratories. Jurnal Pembelajaran Fisika, 13(2), 140–153. https://doi.org/10.23960/jpf.v13i2.10

Nuraeni, R., Setiono, & Himatul, A. (2020). Profil kemampuan berpikir sistem siswa kelas XI SMA pada materi sistem pernapasan. Pedagogi Hayati, 4(1), 1–9. https://doi.org/10.31629/ph.v4i1.2123

Purwanti, I., & Kusumawati, P. R. (2021). Dinamika sistem: Implementasi berpikir sistem dalam paradigma pendidikan berbasis STEAM. Prosiding Seminar Nasional Tadris Matematika, 297–317.

Rahayu, S., Abdurrahman, A., & Susana, W. (2022). Implementasi PBL terintegrasi STEM dengan flipped classroom untuk meningkatkan kemampuan berpikir sistem siswa SMA pada topik usaha dan energi. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 13(2), 233–250. https://doi.org/10.26877/jp2f.v13i2.12518

Saputri, S. A., & Suryadi, A. (2024). The effect of problem based learning STEM (PBL STEM) on students’ systems thinking skills on global warming material. Gravity: Jurnal Ilmiah Penelitian dan Pembelajaran Fisika, 10(2), 117–126. https://doi.org/10.30870/gravity.v10i2.25683

Serevina, V., Maulana, D., Oktaviara, O., Riana, E., & Nainggolan, R. (2024). Implementation of the project-based learning model on the subject of renewable energy to enhance students’ cooperation capabilities. Journal of Physics: Conference Series, 2900, 012038, 1–8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2900/1/012038

Shofatun, A., Herniani, E., & Mardiani, D. (2024). STEM learning design to train student’s system thinking skills on climate change. JPBI, 10(1), 234–242.

Smith, K., Maynard, N., Berry, A., Stephenson, T., Spiteri, T., Corrigan, D., Mansfield, J., Ellerton, P., & Smith, T. (2022). Principles of problem-based learning (PBL) in STEM education: Using expert wisdom and research to frame educational practice. Education Sciences, 12(10), 728, 1–20. https://doi.org/10.3390/educsci12100728

UNESCO. (2020). Education for sustainable development: A roadmap. UNESCO.

Viyanti, Abdurrahman, Anggreini, Permadi, D., Festiana, I., Adelia, Novela, E., & Gustina, E. (2025). Pengembangan soal HOTS-PISA dan LKPD deep learning untuk pembelajaran fisika bagi guru fisika SMA/MA se-Provinsi Lampung. Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 5(2), 108–118. https://doi.org/10.23960/rp/v5i2.hal.108-118

Yogi, I. P., Permana, S., Nyeneng, I. D. P., & Distrik, I. W. (2021). The effect of science, technology, engineering, and mathematics (STEM) approaches on critical thinking skills using PBL learning models. Berkala Ilmiah Pendidikan Fisika, 9(1), 1–15. https://doi.org/10.20527/bipf.v9i1.9319